Le guide du scientifique de la vie pour créer une biofonderie réussie

Les biofonderies sont un acteur relativement nouveau dans le domaine de la biotechnologie, mais elles sont rapidement devenues des pôles d'innovation et de progrès scientifiques. Ces centres multidisciplinaires combinent des concepts issus de l'informatique, de l'ingénierie et de la biologie pour transformer les résultats de la recherche fondamentale en changements sociétaux à grande échelle. Avec des biofonderies positionnées pour résoudre les problèmes mondiaux, notamment préparation à une pandémie, nous avons élaboré le guide suivant sur les clés de la création d'une biofonderie réussie.

Commençons par les bases.

Qu'est-ce qu'une biofonderie ?

Une biofonderie est une installation intégrée qui combine des systèmes de biologie, de biologie chimique et d'ingénierie avec des outils tels que l'automatisation, la mesure à haut débit, l'analyse intégrée des données et l'intelligence artificielle (IA) pour activer des boucles de rétroaction qui facilitent les cycles itératifs de bout en bout de conception, de construction, de test et d'apprentissage.

7 lignes directrices pour des opérations de biofonderie réussies

Dans un cadre multidisciplinaire comme celui-ci, vous pouvez imaginer que de nombreuses difficultés peuvent survenir qui entravent les progrès. La principale d'entre elles est la connectivité des données et la garantie que tous les instruments, le personnel et les logiciels communiquent efficacement.

Alors, comment faites-vous pour relever ces défis et vous assurer que vos activités de biofonderie se poursuivent sans heurts ?

Souvent, les laboratoires investissent beaucoup d'argent dans l'achat des derniers jouets en partant du principe que tout peut être automatisé. Mais l'automatisation commence par une base solide de pratiques standardisées. Les biofonderies doivent disposer d'un schéma de flux de travail global qui est testé et optimisé avant même que les jouets de fantaisie n'entrent dans le laboratoire.

Voici 7 étapes pour créer une biofonderie connectée et performante.

Créez une infrastructure

Le succès de Biofoundry commence par un cadre qui prend en charge l'ensemble du personnel, de l'équipement et des logiciels. Lors de la création de votre infrastructure, tenez compte des points suivants :

• Standardisation : Aussi simple que soit l'élaboration de conventions de dénomination pour les échantillons, les services, les équipements, les projets et les programmes, cela peut contribuer grandement à préparer le terrain pour que votre biofonderie devienne un écosystème fonctionnel. La standardisation influe sur la façon dont vous gérez vos données, leur accessibilité et la collaboration entre les services et les équipes.
• Évolutivité : Vous ne planifiez pas seulement pour le moment, mais dans cinq ans. À quoi ressembleront les nouveaux robots de manipulation de liquides et quelles seront leurs nouvelles fonctionnalités ? Comment l'IA et le ML peuvent-ils être utilisés pour l'analyse des données en fonction de la manière dont vous collectez vos données ? Plus important encore, quels sont les besoins actuels et futurs de votre organisation ? Si un robot tombe en panne et qu'un nouveau arrive, ou si un technicien de laboratoire part et qu'un autre entre en service, quelle sera la durée de votre temps d'arrêt et à quelle vitesse serez-vous en mesure de revenir à la vitesse maximale ? Demandez-vous si vous serez en mesure d'étendre vos flux de travail et vos instruments au fur et à mesure de votre croissance.
• Expertise interdisciplinaire : L'avenir est collaboratif. Et le présent l'est aussi. Traditionnellement, les chimistes et les biologistes travaillaient séparément. Il en va de même pour les informaticiens, les biologistes informatiques et les bioinformaticiens. Chaque personne doit posséder une expertise interdisciplinaire pour travailler avec des personnes issues de différents milieux de recherche. Le personnel doit également posséder des compétences exceptionnelles en gestion de projet pour garantir l'absence de perte de données et la pleine propriété des projets.

Dépensez de manière stratégique

Les robots sophistiqués coûtent très cher. Assurez-vous d'évaluer les valeurs de votre biofonderie. Devez-vous payer pour ce manipulateur de liquides dont la précision est de 0,000001 ml près ? Si c'est le cas, faites-en un achat stratégique, dans le cadre de votre plan d'affaires.

Sinon, il existe de nombreux autres robots fiables et moins coûteux qui peuvent faire le travail à votre place.

Les autres considérations budgétaires incluent :

• Formation et enseignement : Il y aura un besoin constant de formation et d'éducation. Un budget solide pour ces initiatives est essentiel à la croissance continue de votre organisation et de votre personnel.
• Services externes et collaborations : le développement de relations avec des partenaires commerciaux tels que des sociétés de séquençage de l'ADN ou des fabricants personnalisés permettra à votre biofonderie d'étendre ses capacités et d'accroître son efficacité.
• Espace de bureau et de laboratoire : Si l'on prend l'exemple de Boston, les laboratoires et les bureaux de Kendall Square sont assez saturés et le coût des bureaux est extrêmement élevé. Il est important de prendre en compte l'emplacement de la biofonderie, la génération de clients, les déplacements du personnel, etc. À Boston en particulier, Watertown, Woburn et Natick ont des scènes biotechnologiques émergentes avec 40 % de coûts associés en moins. Il peut donc être dans l'intérêt de votre budget d'envisager d'autres domaines qui ne sont pas « sous les feux de la rampe ».

Suivez les directives réglementaires

GxP ou la conformité à la norme 21CFR Part11 n'est peut-être pas nécessaire pour votre laboratoire ; toutefois, le fait de vous assurer de ne pas sortir de la conformité apportera plus de confiance et de précision à vos flux de travail.

Le respect de réglementations spécifiques peut également ouvrir la voie à des collaborations fructueuses. Envisagez la conformité au RGPD, à la CLIA et à la HIPAA pour attirer des partenariats avec des hôpitaux et d'autres entreprises de santé.

Forgez une tribu avec une culture de collaboration

Le télétravail ayant pris le dessus, la priorité accordée à la culture d'entreprise a été abandonnée. Des personnes se font virer sur Zoom et envoient des e-mails passifs-agressifs à propos d'un conflit mineur alors qu'une conversation en face à face autour d'un café suffit. La communication réfléchie et consciente a disparu. Mais dans un environnement multidisciplinaire, comme une biofonderie, l'ouverture à une communication transparente doit être inscrite dans l'ADN de l'organisation.

La mise en place de réunions debout, de programmes de formation cohérents et la promotion d'une culture d'idées et de suggestions incitatives seront très utiles. Il existe toujours de bonnes idées d'optimisation qui se perdent souvent dans le mix en raison d'une mauvaise communication ou de la peur du rejet.

La communication sur les opérations peut également être rationalisée et clarifiée grâce à des plateformes numériques, où les flux de travail et les protocoles peuvent être consultés, suivis et mis à jour afin de maintenir et d'optimiser les performances de la biofonderie.

Adaptez-vous aux nouvelles technologies et évaluez

Nous confondons souvent le fait de considérer une période de stagnation des performances comme un résultat « suffisant » alors qu'en réalité, il ne s'agit que d'une stabilité à court terme. À l'ère de l'IA et du ML, où les logiciels et la robotique sont mis à jour au moins 4 fois par an, il est essentiel de former, d'éduquer et de motiver le personnel à se tenir au courant des dernières technologies. Cela favorise une culture d'amélioration et d'expérimentation constantes. Mais assurez-vous d'évaluer l'impact de ces ajustements sur vos performances : si un nouvel outil ne vous convient pas, passez à autre chose et recherchez une autre solution.

Optimisez pour Walkaway Time

L'automatisation est l'un des outils les plus sous-estimés des biofonderies. Votre robot est peut-être sophistiqué, mais si vous devez en prendre soin toutes les 5 minutes ou si vous ne vous fiez pas à ses performances, c'est que vous n'utilisez pas tout son potentiel d'automatisation. Mesurez le succès de votre automatisation en fonction de la durée pendant laquelle vous pouvez utiliser votre instrument avec la certitude qu'un protocole s'exécutera exactement comme vous le souhaitez.

Élaborez une stratégie de données

L'aspect le plus important de l'automatisation des biofondries est le développement d'un laboratoire numérique et stratégie de données. En bref, cela signifie comment vous allez numériser les opérations de votre biofonderie.

Définition d'un stratégie d'échantillonnage solide (c'est-à-dire un plan systématique pour la manipulation, le traitement et l'analyse des échantillons) dès le début est essentiel au succès des opérations de laboratoire. Ensuite, considérez les données qui seront générées à partir de l'analyse des échantillons.

Les principales questions sont les suivantes :

• Quels instruments seront utilisés pour générer des données ? Sont-ils certifiés ISO, sécurisés et conformes ?
• Votre plateforme numérique (par exemple, ELN, LIMS, etc.) dispose-t-elle d'une API/SDK ouverte pour les intégrations et l'analyse des données ? Peut-il s'intégrer à vos robots préférés et aux autres logiciels que vous utilisez en laboratoire ?
• Votre plateforme est-elle à l'épreuve du temps ? Allez-vous le dépasser une fois que vous aurez étendu vos opérations ?

Conclusion

Dans un article dans La nature à propos de Flagship Pioneering (l'un des premiers bailleurs de fonds de Moderna), le consensus est clair : les innovateurs en biotechnologie tirent de nombreux avantages des logiciels qui connectent leurs opérations. Les plateformes de laboratoire numériques qui améliorent la collaboration entre les chimistes, les biologistes, les bioinformaticiens et les autres membres du personnel de biofonderie sont en train de devenir la norme dans notre monde post-pandémique.

Et les avantages sont tangibles. Aram Adourian, de Flagship Pioneering, explique : « Dans nos groupes, les expériences sont souvent planifiées entre des équipes de laboratoire humide et des équipes informatiques, ce qui permet de mettre en place une sorte de processus d'optimisation itératif et aller-retour pour répondre aux questions biologiques en jeu. »

Dans une biofounderie, c'est le tissu qui tient tout ensemble !

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